Graugu & eisen und Verfahren zu seiner Herstellung. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Graugusseisen, dessen Eigenschaften denen des bekannten Gusseisens überlegen sind, und zwar insbesondere bezüglich der Gussfehlerfreiheit, der Zugfestigkeit und der Widerstandsfähigkeit gegen Stoss, welche Ei genschaften begleitet sein können von gerin ger Härte und guter Bearbeitbarkeit.
Das erfindungsgemässe Graugusseisen ist dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens 0,02 Gewichtsprozente Cerium enthält, und class der freie Kohlenstoff mindestens teilweise in Knöllchenform vorliegt.
Das Verfahren zur Herstellung eines der artigen Graugusseisens ist dadurch gekenn zeichnet, dass einem geschmolzenen Eisen, wel ches beim Guss ein nicht mehr als 0,5<B>%</B> Phos- hhor enthaltendes Graugusseisen liefert, vor dem Guss eine solche Menge Cerium zugefügt wird, class das Gusseisen mindestens 0,021/o Cerium enthält, und dass der freie Kohlen stoff mindestens teilweise in Knöllehenform vorliegt.
Als Ausgangsmaterial kann man irgendein Eisen verwenden, das beim Erstarren aus dem Schmelzfluss Graugusseisen liefert; dieses Oraua isseisen kann eine Metallgrundlage auf weisen, die entweder perlitisch, ferritisch oder ein Gemisch von Ferrit und Perlit ist, ferner kann sie auch austenitisch oder mar- tensitisch sein.
Der Phosphorgehalt wird zweckmässigerweise 0,51/o nicht überschreiten. Im folgenden sind, wenn nicht anders be merkt, sämtliche Prozentangaben als Gewichts prozente aufzufassen, berechnet auf das feste Gusseisen nach dem Guss.
Im Graugusseisen ist der freie Kohlenstoff oder Graphit normalerweise ganz oder zur Hauptsache in Form von Lamellen zugegen. Die Wirkung des zugesetzten Ceriums besteht nun darin, dass es den Graphit mindestens teilweise in Form von Knöllchen, das heisst von Kügelchen, an Stelle von Lamellen, auf treten lässt, und unsere Versuche haben ge zeigt, dass in Gegenwart eines geeigneten An teils an Cerium der freie Kohlenstoff wäh rend der Abkühlung nach dem Erstarren vorwiegend oder ganz die Knöllchenform an nimmt.
Die Gegenwart von Phosphor wirkt dieser Knöllchenbildung entgegen, da er, wenn er in Mengen von mehr als 0,5 % zugegen ist, die Auflösung einer genügenden Menge Cerium im Eisen bei normaler Schmelz- und Giess temperatur verhindern kann.
Der Schwefelgehalt des Ausgangsmaterials sollte ebenfalls so niedrig als möglich sein, da der Schwefel sich vorzugsweise mit dem Cerium verbindet, so dass von diesem ein namhafter Teil in Form von Ceriumsulfid verlorengeht, das, selbst wenn es im Guss eisen zurückgehalten wird, für die Knöllchen- bildung unwirksam ist.
'Wenn also beispiels weise das Ausgangsmaterial mehr Schwefel enthält, so muss entsprechend mehr Cerium zugesetzt werden, damit das Graugusseisen genügend wirksames, das heisst mindestens 0,02% Cerium enthält. Da nun Cerium ein sehr kostspieliges Material ist, so ist es aus wirtschaftlichen und technischen Gründen zweckmässig,
das Ausgangsmaterial vor der Zusetzung des Ceriums einer Entschwefelung nach irgendeiner der bekannten Methoden zu unterwerfen, damit der Schwefelgehalt des Ausgangsmaterials 0,02 % nicht übersteigt.
Der Kohlenstoffgehalt des Ausgangsmate rials kann in weiten Grenzen schwanken. Er kann z. B. so hoch sein, dass er ein Gusseisen mit etwa 2,0 %, aber auch ein solches mit mehr als 4,
2 % Kohlenstoff liefert. Gute Er- gebnisse wurden erhalten mit übereutekti- schen Eisen-Kohlenstofflegierungen, z. B. mit solchen, die nach dem Guss einen Prozent gehalt an Kohlenstoff aufweisen, der grösser ist als 4,3 - -/3 (P + Si), wobei P und Si die Prozentgehalte des Guss eisens an Phosphor bzw. Silizium bedeuten.
Wenn die angewendete Legierung untereutek- tisch ist, wenn also der Prozentgehalt an Kohlenstoff in der Legierung kleiner ist als die durch die vorstehende Formel angegebene Zahl, so ist es zweckmässig, dass die Legie- rung Nickel enthält, und zwar in einem Pro- zentsatz, dass ein Gusseisen mit 10 bis 40 % Nickel entsteht.
Das Ausgangsmaterial wird natürlich auch Silizium enthalten, und zwar wird der Sili- ziumgehalt desselben zweckmässigerweise 2,3 bis 7,0 % betragen. Wir haben jedoch beob- achtet, dass für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ein Gehalt von weniger als 2,3 0/0 Siliziiun ausgeglichen werden kann (siehe un ten, Beispiel 7)
durch Anwesenheit von Nickel imd/oder Kupfer in geeigneten Mengen (3 % Nickel und/oder Kupfer sind in dieser Hin- sicht gleichwertig mit 1% Silizium). Es kann aber auch dein geschmolzenen Ausgangsmate rial ein - siliziumhaltiges Material zugefügt werden,
und zwar entweder vor oder zweck mässiger nach dem Zusatz des Ceriums (siehe unten, Beispiel 4). Das als Ausgangsmaterial verwendete Ei- sen kann 0,5 bis 7,0 % Mangan enthalten; derartige Mengen sind ohne Einfhzss auf das Ergebnis des erfindungsgemässen Verfahrens.
Ferner kann das als Ausgangsmaterial ver wendete Eisen andere Bestandteile enthalten oder mit solchen versetzt sein, z. B. Chrom bis zu 4 %, Molybdän bis zu 2 % und Vanadium bis zu 2 %;
vorausgesetzt, dass diese Eisen ihren wesentlichen Charakter beibehalten, das heisst dass sie Graugusseisen liefern, beein trächtigen auch diese Elemente die Wirkung der erfindungsgemässen Verbesserung nicht.
Die Wirkung des Ceriums bei der Bildung der Knöllchenstruktur kann noch verstärkt werden durch Behandlung der Schmelze mit einem Zusatzstoff vor dem Zusatz des Ce- riums, sie kann aber noch weiter verstärkt werden, durch Behandlung der Schmelze mit einem Zusatzstoff nach der Zufügung des Ceriums. Solche Zusatzstoffe können solche sein, die die Kohlenstoffausseheidung begün stigen, wie z.
B. Ferrosilizium, Kalziumsilizid, Silizium, Aluminium, Graphit oder Silizium legierungen, die Kalzium, Aluminium, Man gan, Titanium oder Zirkonium enthalten. Bei Gegenwart von Cerium hat nämlich der Koh lenstoff die Tendenz, sich um Kerne herum in Form von Knöllchen aufzubauen; wenn das mit Cerium behandelte Metall noch mit einem die Kohlenstoffausscheidung begünsti genden Mittel behandelt wird, so scheidet sich der Graphit meistens vollständig in Knöll- chenform auf den genannten Kernen ab.
Das Cerium kann in irgendeiner geeig neten Form zugesetzt werden, entweder als reines metallisches Cerium, als Mischmetall, Ferrocerium, Ceriumkarbid oder als sonstige Ceriumlegierung. Wir vermeiden vorzugsweise die Verwendung von Magnesium enthaltenden Ceriumlegierungen, da Magnesium anschei nend die Lösung des Ceriums im Eisen er schwert. Gewünsehtenfalls kann das Cerium in Form einer reduzierbaren Ceriumverbin- dung angewendet werden.
Wie bereits er wähnt, ist Ceriumsulfid für die Zwecke der Erfindung unwirksam und sollte vermieden werden. Wenn nian das Cerium zum geschmolzenen Eisen hinzufügt, so treten Verluste am ge nannten Element ein, die je nach dem Typus des angewendeten Schmelzofens variieren. Die Verluste sind am geringsten, wenn das als Ausgangsmaterial dienende Eisen in einem finit Gas oder festem Brennstoff geheizten Tiegelofen oder in einem elektrisch geheizten Induktionsofen oder in einem mit flüssigem Brennstoff geheizten drehbaren Ofen ge schmolzen wird.
Grössere Verluste an Ce- rium treten ein in direkt oder indirekt beheizten elektrischen Lichtbogenöfen und in Drehrohröfen, die mit Gas oder mit pulverförmigem Brennstoff geheizt werden. Noch grösser sind die Verluste, wenn das Me tall im Kupolofen geschmolzen wird.
Die Bemessung der Ceriummenge, die dem Ausgangsmaterial zugesetzt werden soll, ist wichtig. Wenn Cerium allein als Zusatz in Frage kommt und der Cergehalt in den (.;ussstücken zu hoch bemessen wird, so bildet sich Weissgusseisen. Für ein Gussstüek irgend einer gegebenen Querschnittsgrösse besteht eine 'Maximalgrenze betreffend den Cerium- zusatz, die nicht überschritten werden darf, wenn die Bildung von Weissgusseisen vermie den werden soll.
Unter Querschnitts grösse ist dabei die Dicke des Guss- btückes an der Stelle des geringsten Quer sehnittes zu verstehen. In der folgenden Ta belle 1 sind die ungefähren maximal zuläs sigen Ceriunimengen für Gussstücke verschie dener Querschnittsgrösse angegeben, die keine andern Zusätze enthalten. Natürlich ist die Erfindun- nicht auf (lussstücke irgendeiner besonderen Querschnittsgrösse beschränkt.
EMI0003.0035
<I>Tabelle <SEP> I.</I>
<tb> Querschnittsgrösse <SEP> Maximalgehalt <SEP> an
<tb> Cerium <SEP> zur <SEP> Vermeidung
<tb> in <SEP> cm <SEP> von <SEP> Weissgusseisen
<tb> 'eiliger <SEP> als <SEP> 0,63 <SEP> 0,03
<tb> 0,63 <SEP> bis <SEP> 1,1<B>'</B>0,06
<tb> 1,12 <SEP> bis <SEP> 1,6 <SEP> 0,10
<tb> 1,6 <SEP> bis <SEP> 2,2-1 <SEP> 0,16
<tb> 2,24 <SEP> bis <SEP> 2,86 <SEP> 0,20
<tb> 2,86 <SEP> bis <SEP> 3,8 <SEP> 0,25 Für jede Querschnittsgrösse beträgt der zur Herheifülirung des gewünschten Resul- tates erforderliche Minimalgehalt an Cerium 0,02 bis 0,03 !o.
Die Zufügung von mehr als diesen Minimalanteil, beispielsweise von bis zu 0,5 %, kann jedoch Sicherheit dafür gewäh- ren, class jeder Teil des Gussstückes zum we nigsten den Minimalgehalt an Cerium auf weist. Ausserdem kann, wie unten in Beispiel 2 gezeigt wird, die Zufügung von mehr Cerium, innerhalb der angegebenen Grenzen, die Verbesserung der Eigenschaften noch er höhen.
Wenn auf den Zusatz von Cerium ein solcher eines die Kohlenstoffausscheidung be günstigenden Mittels, dessen Teilchen even tuell als Kerne bei der Knöllchenbildung wir ken können, folgt, so ist eine Beschränkung des Cerium-Prozentgehaltes auf die in Ta belle I angegebenen Maximalwerte nicht er forderlich, und der zur Erzielung der besten mechanischen Eigenschaften erforderliche Be trag kann ohne Gefahr der Bildung von Weiss- 01usseisen zugefügt werden.
Die erfindungsgemäss hergestellten Guss- eisensorten können gewünsehtenfalls einer 1V ärmebehandhing zwecks weiterer Verbesse- rung ihrer mechanischen Eigenschaften unter worfen werden. Verfahren zur Spannungs verminderung, zur Enthärtung durch Anlas sen, zur Normalisierung, zur Abschreckung und. zum Tempern können angewendet wer den, um speziellen Anforderungen zu genü gen.
Diese Verfahren ändern nichts an der Knöllchenstruktur des Kohlenstoffes, sondern beeinflussen nur die metallische CTrundsuli- stanz.
Der Zusatz des Cers zum geschmolzenen Eisen kann bei jeder Temperatur erfolgen, die gewöhnlich bei Gusseisen vor dem Guss angewendet wird. Das Cer löst sich in befrie digendem Mass bei allen Temperaturen ober halb von 1200 C, es ist aber vorteilhaft, hö here Temperaturen anzuwenden. Im Falle der Vexnv endeng von übereutektischen Gusseisen- sorten sollte das Cerium zugesetzt werden, bevor ein nennenswerter Betrag von festem Graphit aus der Schmelze ausgeschieden wurde.
Die erfindungsgemäss hergestellten cerhal- tigen Gusseisen besitzen verbesserte mecha nische Eigenschaften, wie z. B. Biegefestig keit, Zugfestigkeit, Druckfestigkeit, Scher festigkeit, Schlagfestigkeit, höheren Elastizi- tätsmodul und höhere Ermüdungsfestigkeit bei allen Temperaturen. Ausserdem zeigt das Metall ein gewisses Mass von Duktilität.
<I>Beispiele:</I> <I>1. Einfacher Zusatz von</I> Cerium. Ein Roheisen mit einem Gehalt an
EMI0004.0007
Gesamtkohlenstoff <SEP> 4,07%
<tb> Silizium <SEP> 2,60%
<tb> Mangan <SEP> 0,63%
<tb> Schwefel <SEP> 0,0141/o
<tb> Phosphor <SEP> <B>0,0280/0</B> wurde in einem Tiegelofen geschmolzen und ziz Probestäben von vier verschiedenen Grössen vergossen.
Eine zweite Portion des gleichen Roheisens wurde geschmolzen, mit Cer versetzt und zu einem gleichen Satz von Probestäben -vergos sen. Die beiden Sätze der Probestäbe zeigten bei der Analyse
EMI0004.0012
Geschmolzenes
<tb> G <SEP> Geschmolzenes
<tb> Roheisen <SEP> Roheisen <SEP> mit
<tb> R
<tb> Cerzusatz
<tb> Gesamtkohlenstoff <SEP> 3,851)/o <SEP> 3,83%
<tb> Silizium <SEP> 2,47% <SEP> 2,471/o
<tb> Mangan <SEP> 0,5511/o <SEP> <B>0,530/0</B>
<tb> Schwefel <SEP> 0,015% <SEP> <B>0,0101/0</B>
<tb> Phosphor <SEP> 0,0241/0 <SEP> 0,0231/o
<tb> Cerium <SEP> - <SEP> 0,0461/o und ergaben folgende Prüfresultate:
EMI0004.0013
Durchmesser <SEP> Biegefestigkeit <SEP> Durchbiegung <SEP> Zugfestigkeit <SEP> Kerbzähigkeit
<tb> der <SEP> Brinellhärte
<tb> in <SEP> kg/cm2 <SEP> in <SEP> cm <SEP> in <SEP> kg/cm2 <SEP> in <SEP> m/kg
<tb> Probestäbe
<tb> in <SEP> cm <SEP> ohne <SEP> Ce <SEP> mit <SEP> Ce <SEP> ohne <SEP> Ce <SEP> mit <SEP> Ce <SEP> ohne <SEP> Ce <SEP> mit <SEP> Ce <SEP> ohne <SEP> Ce <SEP> mit <SEP> Ce <SEP> ohne <SEP> Ce <SEP> mit <SEP> Ce
<tb> 5,3 <SEP> 3338,6 <SEP> 5433,5 <SEP> 0,58 <SEP> 0,63 <SEP> 1464 <SEP> 2913,5 <SEP> 153 <SEP> 164 <SEP> - <SEP> 3,0 <SEP> 3905,6 <SEP> 6898,4 <SEP> 0,73 <SEP> 1,27 <SEP> 2047 <SEP> 3370,2 <SEP> 163 <SEP> 185 <SEP> - <SEP> 2,18 <SEP> 4650,2 <SEP> 7669,9 <SEP> 0,48 <SEP> 0,81 <SEP> 2440,5 <SEP> 3496,4 <SEP> 185 <SEP> 195 <SEP> 1,79 <SEP> 6,2<B>1</B>
<tb> 1,5 <SEP> 5339,2 <SEP> 9828,2 <SEP> 0,40 <SEP> 0,76 <SEP> 2913,
5 <SEP> 4567 <SEP> 202 <SEP> 231 <SEP> - <SEP> - Die aus dem nicht mit Cerium behandelten Material gegossenen Stäbe besassen die nor male Lamellenstruktur des Graphits, während die aus dem mit Cerium behandelten Material gegossenen Stäbe Strukturen mit einem be trächtlichen Anteil an knöllchenförmigem Graphit aufwiesen. <I>2.</I> Steigende Cer-Zusätze.
Fünf Probestäbe, je 60 ein lang und 7,5 cm im Durchmesser wurden in Grünsand- formen aus einem Metall gegossen, das vor dem Schmelzen folgende Zusammensetzung hatte
EMI0004.0022
Gesamtkohlenstoff <SEP> 3,791/o
<tb> Silizium <SEP> 2,80 <SEP> %
<tb> Mangan <SEP> 0,53 <SEP> 0/0
<tb> Phosphor <SEP> <B>0)0280/0</B>
<tb> Schwefel <SEP> 0,0151/o In jedem Fall wurde die geeignete Metall menge in eine Giesspfanne zum Guss abgezapft. Der erste Stab wurde ohne besondere Behand lung gegossen, die übrigen dagegen wurden gegossen nach zunehmend grösseren Zusätzen von Cer zu dem in der Giesspfanne befind lichen geschmolzenen Metall.
Der Cergehalt jedes Stabes wurde durch Analyse bestimmt, und die Prüfung der mechanischen Eigen- sehaften ergab folgende Resultate:
EMI0005.0001
Stab <SEP> Biegefestigkeit <SEP> Durchbiegung <SEP> Zugfestigkeit <SEP> Cergehalt
<tb> N <SEP> r. <SEP> in <SEP> kg/cm2 <SEP> in <SEP> cm <SEP> in <SEP> kg/cm2 <SEP> Brinellhärte <SEP> in <SEP> 0@0
<tb> 1 <SEP> 21.41,8 <SEP> 0,53 <SEP> 1054,9 <SEP> 98 <SEP> 0
<tb> 2 <SEP> 5983 <SEP> 0,53 <SEP> 2819,<B>2</B> <SEP> 167 <SEP> 0,040
<tb> :
l <SEP> 7223,5 <SEP> 0,88 <SEP> 3527,8 <SEP> 176 <SEP> 0,053
<tb> 4 <SEP> 7.196,8 <SEP> 0,86 <SEP> 3780 <SEP> 181. <SEP> 0,072
<tb> 8001,4 <SEP> 1,06 <SEP> 4142,1 <SEP> 179 <SEP> 0,101 1)er Versuelisstab Nr. l zeigte die normale ,iIoüe Lamelleiistruktur des Graphits. Beim Stab Nr. 2 war ein Teil des Graphits in Knöll- ehenstruktur vorhanden.
Mit zunehmendem Ceriumgehalt in der Reihe der Stäbe Nr.3, 4 und 5 nahm auch der Gehalt an knöllchen- förniiaein Graphit zu, bis im Stab Nr.5 der Graphit nahezu vollständig in Knöllchenform vorhanden war.
<I>3.</I> Behandlung vor <I>dem Zusatz von</I> Cerium. Drei Probestäbe mit einem Durchmesser von. 7,5 ein wurden aus einem Metall gegos sen, das vor dem Schmelzen enthielt:
EMI0005.0021
Gesamtkohlenstoff <SEP> 3,631/o
<tb> Silizium <SEP> 2,651)/o
<tb> Mangan <SEP> 0,48%
<tb> Schwefel <SEP> 0,030%
<tb> Phosphor <SEP> 0,0301/o Drei Proben des in Giesspfannen enthal tenen Metalles wurden mit der gleichen Cer- menge in jedem Falle behandelt.
Dem in der ersten Pfanne enthaltenen Metall wurde sonst nichts zugesetzt und daraus der Stab Nr.1 gegossen. Für den Stab Nr. 2 aus der zweiten Giesspfanne wurden dem Metall vor dein Zusatz des Ceriums 0,2 Gewichtsteile Alu- ininium auf je 100 Teile Metall zugesetzt. Für den Stab Nr. 3 aus der dritten Giesspfanne wurden dem Metall vor dem Zusatz des Ce- riums 0,4 Gewichtsteile Kalziumsilizid auf je <B>100</B> Teile Metall zugesetzt.
Die Ergebnisse der Cerbestimmung und der Prüfung der mechanischen Eigenschaften der drei Stäbe waren folgende:
EMI0005.0033
Stab <SEP> Biegefestigkeit <SEP> Durchbiegung <SEP> Zugfestigkeit <SEP> Cergehalt
<tb> Nr. <SEP> in <SEP> kg/cm2 <SEP> in <SEP> cm <SEP> in <SEP> kg/cm2 <SEP> Brinellhärte <SEP> in
<tb> 1 <SEP> 5827 <SEP> 0,88 <SEP> 3071 <SEP> 166 <SEP> 0,044
<tb> 2 <SEP> 7354,9 <SEP> 1,4 <SEP> 4157,8 <SEP> 170 <SEP> 0,051
<tb> 3 <SEP> 8159,4 <SEP> 1,62 <SEP> 4252 <SEP> 173 <SEP> 0,061 Der Versuchsstab Nr. 1 enthielt knöllehen- fürinigen Graphit zusammen mit lamellen- förmigein. Der Stab Nr.
2 enthielt mehr knöll- chenförmigen Graphit, und noch mehr solcher knöllehenförmiger Graphit war im Stab Nr. 3 enthalten.
E. Behandlung <I>nach dem</I> Cerzusatz.
1)er Inhalt von zwei Giesspfannen, wobei der von Nr.1 mit Cerium allein behandelt wurde, während der von Nr. 2 zuerst mit C,eriuni und dann durch einen Zusatz von Ferrosilizium, das Mangan und Zirkon ent hielt, behandelt wurde, zeigte folgendes Ana l vsenergebnis
EMI0005.0051
Nr. <SEP> 1 <SEP> Nr.
<SEP> 2
<tb> Gesamtkohlenstoff <SEP> 3,77% <SEP> 3,62%
<tb> Silizium <SEP> 2,65% <SEP> 2,761)/o
<tb> Mangan <SEP> 0,49% <SEP> 0,52%
<tb> Schwefel <SEP> <B>0,0091/0</B> <SEP> 0,007%
<tb> Phosphor <SEP> 0,030% <SEP> <B>0,0321/o</B>
<tb> Cerium <SEP> 0,0551/o <SEP> 0,0381/o
<tb> Zirkonium <SEP> - <SEP> 0,006% Mit Probestäben von 3 cm Durchmesser wurden folgende mechanische Eigenschaften festgestellt
EMI0006.0001
Stab <SEP> Biegefestigkeit <SEP> Durchbiegung <SEP> Zugfestigkeit <SEP> Kerbzähigkeit
<tb> Nr.
<SEP> in <SEP> kg/cm2 <SEP> in <SEP> cm <SEP> in <SEP> kg/cm2 <SEP> Brinellhärte <SEP> in <SEP> m/kg
<tb> 1 <SEP> 6930 <SEP> 1,22 <SEP> 3716,8 <SEP> 190 <SEP> 4,83
<tb> 2 <SEP> 8709,9 <SEP> 2,28 <SEP> 4834,9 <SEP> 209 <SEP> 11,316 Der Probestab Nr.1 enthielt knöllchen- förmigen Graphit zusammen mit einer gerin gen Menge von lamellenförmigem Graphit. Der Stab Nr.2 wies vollständig knöllchen- förmige Graphitstruktur auf.
<I>5.</I> Austenitisehes <I>Eisen.</I>
Ein Nickel und Kupfer enthaltendes au- stenitisehes Eisen der Zusammensetzung
EMI0006.0015
Kohlenstoff <SEP> 2,661/o
<tb> gebunden <SEP> 0,58%
<tb> graphitisch <SEP> 2,081/o
<tb> Silizium <SEP> 2,56%
<tb> Mangan <SEP> 1,16 <SEP> 0/0
<tb> Schwefel <SEP> 0,0510/0
EMI0006.0016
Phosphor <SEP> 0,067(1/o
<tb> Nickel <SEP> 15,371/o
<tb> Kupfer <SEP> 6,471/o
<tb> Chrom <SEP> 0,83% wurde in einem drehbaren, mit flüssigem Brennstoff geheizten Ofen geschmolzen. Probestäbe wurden mit und ohne Zusatz von Cermischmetall gegossen.
Die mit Cerium be handelten Stäbe zeigten bei der Analyse einen Ceriumgehalt von 0,0251/o Schwefelgehalt von 0,013 %.
Die Probestäbe ergaben bei der mechanischen Prüfung folgende Resultate
EMI0006.0025
Durchmesser <SEP> Biegefestigkeit <SEP> Durchbiegung <SEP> Zugfestigkeit
<tb> des <SEP> Stabes <SEP> in <SEP> kg/cm2 <SEP> in <SEP> cm <SEP> in <SEP> kg/cm2 <SEP> Brinellhärte
<tb> in <SEP> cm <SEP> ohne <SEP> Cer <SEP> mit <SEP> Cer <SEP> ohne <SEP> Cer <SEP> mit <SEP> Cer <SEP> ohne <SEP> Cer <SEP> mit <SEP> Cer <SEP> ohne <SEP> Cer <SEP> mit <SEP> Cer
<tb> 4,0 <SEP> 3023,6 <SEP> 6425,6 <SEP> 1,01 <SEP> 2,0 <SEP> 1086,7 <SEP> 2787,6 <SEP> 112 <SEP> 156
<tb> 3,0 <SEP> 3260 <SEP> 6394 <SEP> 1,4 <SEP> 2,6 <SEP> 1228,5 <SEP> 2929,2 <SEP> 111 <SEP> 160
<tb> 2,08 <SEP> 3606 <SEP> 6504,4 <SEP> 1,27 <SEP> 2,3 <SEP> 1575,7 <SEP> 3401,8 <SEP> 115 <SEP> 154
<tb> 1,5 <SEP> 3417 <SEP> 7024 <SEP> 0,5 <SEP> 1,26 <SEP> 1545,4 <SEP> 2866,
2 <SEP> 124 <SEP> 172 Die nicht mit Cerium behandelten Stäbe besassen die normale Graphitstruktur in La mellenform, während die mit Ceriiun behan delten Stäbe vollständig knöllchenförmige Graphitstruktur aufwiesen.
<I>6.</I> Austenitisches <I>Eisen.</I> Wechselnde Mengen von Cerium wurden einem austenitischen Eisen zugesetzt, das in einem indirekt geheizten elektrischen Licht bogenofen geschmolzen war.
Das ursprüng lich angewendete Eisen enthielt:
EMI0006.0035
Gesamtkohlenstoff <SEP> 2,92%
<tb> Silizium <SEP> 2,51%
EMI0006.0036
Mangan <SEP> 0,51%
<tb> Schwefel <SEP> 0,020%
<tb> Phosphor <SEP> 0,040%
<tb> Nickel <SEP> 12,791/o
<tb> Kupfer <SEP> 6,61% Fünf Probestäbe zeigten folgende Ergebnisse
EMI0006.0037
Stab <SEP> Zugfestigkeit <SEP> Cergehalt
<tb> Nr. <SEP> in <SEP> kg/cm2 <SEP> in
<tb> 1 <SEP> 1291,5
<tb> 2 <SEP> 1338,7 <SEP> 0,009
<tb> 3 <SEP> 2567,1 <SEP> 0,031
<tb> 4 <SEP> 3543,5 <SEP> 0,046
<tb> 5 <SEP> 4095 <SEP> 0,058 Der Probestab Nr.
1 aus nicht behandel- iem Metall zeigte die normale Lamellenstruk- tur des (rraphits. Probestab Nr.2, der eine urigenügende Ceriummenge enthielt, zeigte eine ähnliche Struktur.
Der Probestab Nr.3 enthielt zahlreiche Gra.phitknöllehen. Im Probestab Nr.4 war die Zahl der Graphit knöllchen noch grösser, während im Stab 1r.5 der gesamte Crraphit in Knöllchenform vorlag.
<I>i. Legiertes Eisen.</I>
Dieses Beispiel zeigt die Wirkung des Cer- zusatzes zu einer Eisenlegierung mit gerin gem Siliziumgehalt, wobei der Mangel an Silizium durch geeigneten Zusatz von Nickel ausgeglichen wurde.
Die Analyse ergab
EMI0007.0021
Gesamtkohlenstoff <SEP> 3,831/o
<tb> Silizium <SEP> 1,601/o
<tb> Mangan <SEP> 0,48%
<tb> Schwefel <SEP> 0,0120/0
<tb> Phosphor <SEP> 0,026%
<tb> Nickel <SEP> <B>2,581/0</B> Probestäbe, die mit und ohne Cerzusatz (der gemäss Analyse 0,046 % betrug) herge- stellt wurden, ergaben folgende Resultate:
EMI0007.0032
Durchmesser <SEP> Biegefestigkeit <SEP> Zugfestigkeit
<tb> der <SEP> Stäbe <SEP> in <SEP> kg/cm2 <SEP> in <SEP> kg/cm2 <SEP> Brinellhärte
<tb> in <SEP> cm <SEP> ohne <SEP> Cer <SEP> mit <SEP> Cer <SEP> ohne <SEP> Cer <SEP> mit <SEP> Cer <SEP> ohne <SEP> Cer <SEP> mit <SEP> Cer
<tb> 4,0 <SEP> 4441,4 <SEP> 6740,6 <SEP> <B>1</B>763,6 <SEP> .1126,4 <SEP> 191 <SEP> 255
<tb> 3,0 <SEP> 4362,6 <SEP> 7685,6 <SEP> 2126 <SEP> 5046 <SEP> 209 <SEP> 272
<tb> 2,18 <SEP> 4913,6 <SEP> 8725,3 <SEP> 2265,8 <SEP> 5496,3 <SEP> 207 <SEP> 278 Die Probestäbe aus unbehandeltem Metall zeigten die normale Laniellenstruktur, wäh rend in den Stäben mit Ceriumzusatz der ge samte Graphit in Knöllchenstruktur vorlag.